Mercedes-Benz GLC F-Cell vereint 24 Jahre Erfahrung

Im Vergleich zum Mercedes Brennstoffzellenauto der Vorgängergeneration (Klasse B, seit 2011 in geringer Stückzahl erhältlich) ist das Brennstoffzellensystem 30 Prozent kompakter und kann bei 40 Prozent mehr Leistung im normalen Motorraum verbaut werden. ... Außerdem sind in Brennstoffzellen 90 Prozent weniger Platin verbaut und sie sind auch 25 Prozent leichter. Mit 350 Newtonmeter Drehmoment und 147 Kilowatt Leistung reagiert der GLC F-Cell-Prototyp blitzschnell auf das Gaspedal, wie wir als Chefingenieur auf einem 40 Kilometer langen Rundkurs miterlebt haben. Stuttgart. Die Reichweite im H2-Modus beträgt 437 Kilometer (NEFZ im Hybridmodus) und 49 Kilometer im Batteriemodus (NEFZ im Batteriemodus). Und dank der heute üblichen 700-bar-Wasserstofftank-Technologie lässt sich der GLC F-Cell in nur drei Minuten aufladen.

Die Plug-in-Hybrid-Brennstoffzelle vereint die Vorteile beider emissionsfreier Fahrtechnologien und optimiert die Nutzung beider Energiequellen, um den aktuellen Fahranforderungen gerecht zu werden. Im Hybridmodus wird das Fahrzeug von beiden Stromquellen angetrieben. Der Spitzenenergieverbrauch wird von der Batterie gesteuert, sodass Brennstoffzellen mit optimaler Effizienz arbeiten können. Im F-Cell-Modus hält der Strom aus den Brennstoffzellen die Hochvoltbatterie ständig geladen, wodurch der Strom aus der Wasserstoff-Brennstoffzelle fast ausschließlich zum Fahren verwendet wird, was ideal ist, um Batteriestrom für bestimmte Fahrten zu sparen Situationen. Im Batteriebetrieb wird das Fahrzeug komplett elektrisch betrieben. Der Elektromotor wird von einer Batterie gespeist und die Brennstoffzellen sind ausgeschaltet, was am besten für kurze Strecken ist. Schließlich gibt es noch einen Lademodus, bei dem das Laden der Hochvoltbatterie Priorität hat, beispielsweise wenn Sie die Batterie auf ihre maximale Gesamtreichweite aufladen möchten, bevor Sie Wasserstoff entladen. Auf diese Weise können wir auch vor dem Aufstieg oder vor einer sehr dynamischen Fahrt eine Kraftreserve aufbauen. Der Antriebsstrang des GLC F-Cell ist sehr leise, was wir erwartet hatten, und die Beschleunigung erfolgt sofort, sobald Sie das Gaspedal drücken, wie es bei Elektrofahrzeugen der Fall ist. Das Fahrwerk ist so eingestellt, dass ein zu starkes Kippen des Aufbaus verhindert wird und arbeitet sehr zufriedenstellend, auch dank der idealen Gewichtsverteilung zwischen den beiden Achsen von fast 50-50.

Bei der Energierückgewinnung sank die Batterieladung bei Bergauffahrt nach nur 30 Kilometern von 91 auf 51 Prozent, bei Bergabfahrt durch Bremsen und Rekuperation stieg sie aber wieder auf 67 Prozent. Ansonsten ist der Antrieb mit drei Regenerationsstufen möglich, die wir über Hebel neben dem Lenkrad steuern, ganz ähnlich wie wir es von Autos mit Automatikgetriebe gewohnt sind.

Bereits 1994 stellte Mercedes-Benz sein erstes Brennstoffzellenfahrzeug vor (NECA 1), gefolgt von mehreren Prototypen, darunter 2003 die Mercedes-Benzon Klasse A. 2011 organisierte das Unternehmen eine Weltreise. F-Cell World Drive und stellten 2015 im Rahmen der Studie F 015 Luxury and Motion ein Plug-in-Hybrid-Brennstoffzellensystem für 1.100 Kilometer emissionsfrei vor. Das gleiche Prinzip gilt nun auch für den Mercedes-Benz GLC F-Cell, der noch in diesem Jahr in limitierter Auflage auf die Straße kommen soll.

Die in Mannheim gefertigten Wasserstofftanks sind sicher zwischen den beiden Achsen verbaut und zusätzlich durch einen Hilfsrahmen geschützt. Das Daimler-Werk Untertürkheim produziert das gesamte Brennstoffzellensystem, der Bestand von rund 400 Brennstoffzellen stammt aus dem Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) Werk in British Columbia, dem ersten Werk, das ausschließlich der Produktion und Montage von Kraftstoffen gewidmet ist. Stapel von Zellen. Endlich: Die Lithium-Ionen-Batterie kommt von Daimlers Tochter Accumotive in Sachsen.

Interview: Jürgen Schenck, Leiter des Elektrofahrzeugprogramms bei Daimler

Eine der schwierigsten technischen Einschränkungen in der Vergangenheit war der Betrieb des Systems bei niedrigen Temperaturen. Kann man dieses Auto bei 20 Grad Celsius unter Null starten?

Natürlich kannst du. Wir brauchen Vorwärmung, irgendeine Art von Heizung, um das Brennstoffzellensystem fertig zu machen. Deshalb starten wir mit einem Schnellstart mit einer Batterie, was natürlich auch bei Temperaturen unter 20 Grad Minus möglich ist. Wir können nicht die gesamte verfügbare Leistung nutzen und müssen während des Warm-Ups bleiben, aber am Anfang stehen etwa 50 "Pferde" zur Verfügung, um das Auto zu fahren. Andererseits werden wir aber auch ein Steckerladegerät anbieten und der Kunde hat die Möglichkeit, die Brennstoffzelle vorzuwärmen. In diesem Fall steht zunächst die gesamte Leistung zur Verfügung. Das Vorheizen kann auch über die Smartphone-App eingestellt werden.

Hat der Mercedes-Benz GLC F-Cell Allradantrieb? Welche Kapazität hat ein Lithium-Ionen-Akku?

Der Motor sitzt an der Hinterachse, das Auto ist also Heckantrieb. Der Akku hat eine Nettokapazität von 9,1 Kilowattstunden.

Wo wirst du es tun?

In Bremen parallel zu einem Auto mit Verbrennungsmotor. Die Produktionszahlen werden gering sein, da die Produktion auf die Produktion von Brennstoffzellen beschränkt ist.

Wo platzieren Sie den GLC F-Cell zu einem erschwinglichen Preis?

Der Preis wird mit dem eines Plug-in-Hybrid-Dieselmodells mit ähnlichen Spezifikationen vergleichbar sein. Den genauen Betrag kann ich dir nicht sagen, aber er muss vernünftig sein, sonst hätte ihn keiner gekauft.

Fast 70.000 €, wie viel ist der Toyota Mirai wert?

Unser erwähntes Plug-in-Hybrid-Dieselfahrzeug wird in diesem Bereich verfügbar sein, ja.

Welche Garantien geben Sie Ihren Kunden?

Er wird eine volle Garantie haben. Das Auto wird in einem Full-Service-Leasing angeboten, das auch Garantien beinhaltet. Ich rechne mit 200.000 km oder 10 Jahren, aber da es sich um einen Leasingvertrag handelt, wird das nicht so wichtig sein.

Wie viel wiegt das Auto?

Es ist nah an einem Plug-in-Hybrid-Crossover. Das Brennstoffzellensystem ist vom Gewicht her mit einem Vierzylindermotor vergleichbar, das Plug-in-Hybridsystem ist ähnlich, statt einer Neungang-Automatik haben wir einen Elektromotor an der Hinterachse, und statt eines Blechtanks Benzin. oder Diesel – Kohlefaser-Wasserstofftanks. Aufgrund des Rahmens, der den Wasserstofftank trägt und schützt, ist er insgesamt etwas schwerer.

Was sind Ihrer Meinung nach die Hauptmerkmale Ihres Brennstoffzellenfahrzeugs im Vergleich zu dem, was Asiaten bereits auf den Markt gebracht haben?

Da es sich um einen Plug-in-Hybrid handelt, löst er offensichtlich eines der Hauptprobleme bei der Rezeption von Brennstoffzellenfahrzeugen. Durch die 50 Kilometer Flugreichweite mit nur einer Batterie werden die meisten unserer Kunden ohne Wasserstoff fahren können. Dann machen Sie sich keine Sorgen über fehlende Wasserstoff-Ladestationen. Da Wasserstofftanks jedoch auf langen Fahrten immer häufiger werden, kann der Benutzer die Tanks einfach und schnell vollständig befüllen.

Was ist in Bezug auf die Betriebskosten der Unterschied zwischen der Nutzung eines Autos mit Batterien oder Wasserstoff?

Vollbatteriebetrieb ist günstiger. In Deutschland kostet es etwa 30 Cent pro Kilowattstunde, also etwa 6 Euro pro 100 Kilometer. Bei Wasserstoff steigen die Kosten auf 8-10 Euro pro 100 Kilometer, unter Berücksichtigung des Verbrauchs von etwa einem Kilogramm Wasserstoff pro 100 Kilometer. Damit ist das Fahren mit Wasserstoff rund 30 Prozent teurer.

Interview: Prof. Dr. Christian Mordic, Daimler Fuel Cell Director

Christian Mordik leitet den Geschäftsbereich Fuel Cell Drives bei Daimler und ist General Manager von NuCellSys, der Daimler-Tochtergesellschaft für Brennstoffzellen und Wasserstoffspeichersysteme für Automobile. Wir haben mit ihm über die Zukunft der Brennstoffzellentechnologie und den Vorserien-GLC F-Cell gesprochen.

Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) gelten als die Zukunft des Antriebs. Was hindert diese Technologie daran, alltäglich zu werden?

Wenn es um den Marktwert von automobilen Brennstoffzellensystemen geht, zweifelt niemand mehr an deren Leistungsfähigkeit. Die Ladeinfrastruktur ist weiterhin der größte Unsicherheitsfaktor für die Kunden. Allerdings wächst die Zahl der Wasserstoffpumpen überall. Mit der neuen Generation unseres Fahrzeugs auf Basis des Mercedes-Benz GLC und der Integration von Konnektivitätstechnologie haben wir eine zusätzliche Steigerung der Reichweite und Ladefähigkeit erreicht. Natürlich sind die Produktionskosten ein weiterer Aspekt, aber auch hier haben wir deutliche Fortschritte gemacht und sehen deutlich, was verbessert werden kann.

Derzeit wird Wasserstoff für den Brennstoffzellenantrieb weiterhin überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Erdgas gewonnen. Es ist noch nicht wirklich grün, oder?

Eigentlich ist es nicht. Das ist aber nur der erste Schritt, um zu zeigen, dass lokal emissionsfreies Brennstoffzellenfahren die richtige Alternative sein kann. Selbst mit aus Erdgas gewonnenem Wasserstoff ließen sich die Kohlendioxidemissionen über die gesamte Kette um gut 25 Prozent reduzieren. Es ist wichtig, dass wir Wasserstoff auf grüner Basis produzieren können und dass es tatsächlich viele Möglichkeiten gibt, dies zu erreichen. Wasserstoff ist ein idealer Träger zur Speicherung von Wind- und Sonnenenergie, die nicht kontinuierlich produziert werden. Mit einem stetig steigenden Anteil an erneuerbaren Energieträgern wird Wasserstoff eine immer wichtigere Rolle im Gesamtenergiesystem spielen. Dadurch wird es für den Mobilitätssektor immer attraktiver.

Spielt hier Ihr Engagement bei der Entwicklung von stationären Brennstoffzellensystemen eine Rolle?

Genau. Das Potenzial von Wasserstoff ist größer als nur im Automobil, beispielsweise im Dienstleistungs-, Industrie- und Haushaltsbereich, liegt auf der Hand und erfordert die Entwicklung neuer Strategien. Skaleneffekte und Modularität sind dabei wichtige Faktoren. Gemeinsam mit unserem innovativen Lab1886-Inkubator und Computerexperten entwickeln wir derzeit prototypische Systeme zur Notstromversorgung für Rechenzentren und andere ortsfeste Anwendungen.

Was sind Ihre nächsten Schritte?

Wir brauchen einheitliche Industriestandards, um in Richtung Großserienfertigung von Fahrzeugen voranzukommen. Bei weiteren Entwicklungen wird die Reduzierung der Materialkosten von besonderer Bedeutung sein. Dazu gehört die weitere Verkleinerung von Bauteilen und der Anteil teurer Materialien. Wenn wir das aktuelle System mit dem Mercedes-Benz B-Klasse F-Cell System vergleichen, haben wir bereits viel erreicht – bereits durch die Reduzierung des Platingehalts um 90 Prozent. Aber wir müssen weiter. Die Optimierung von Fertigungsprozessen hilft immer, Kosten zu senken – aber es geht eher um Skaleneffekte. Kooperationen, herstellerübergreifende Projekte wie Autostack Industrie und erwartete globale Investitionen in Technologie werden dabei sicherlich helfen. Ich glaube, dass bis Mitte des nächsten Jahrzehnts und sicherlich nach 2025 die Bedeutung von Brennstoffzellen im Allgemeinen zunehmen wird, und sie werden im Verkehrssektor besonders wichtig sein. Aber es wird nicht in Form einer plötzlichen Explosion kommen, da Brennstoffzellen auf dem Weltmarkt voraussichtlich weiterhin nur einen einstelligen Prozentsatz einnehmen werden. Aber auch kleine Beträge helfen dabei, Maßstäbe zu setzen, die für die Kostensenkung besonders wichtig sind.

Wer ist der Zielkäufer eines Brennstoffzellenfahrzeugs und welche Rolle spielt es im Antriebsportfolio Ihres Unternehmens?

Brennstoffzellen sind vor allem für Kunden interessant, die täglich eine hohe Reichweite benötigen und keine Wasserstoffpumpen einsetzen. Für Fahrzeuge im urbanen Umfeld ist der batterieelektrische Antrieb derzeit jedoch eine sehr gute Lösung.

Der GLC F-Cell ist durch seinen Plug-in-Hybridantrieb weltweit etwas Besonderes. Warum haben Sie Brennstoffzellen- und Batterietechnologie kombiniert?

Wir wollten die Hybridisierung nutzen und nicht zwischen A oder B wählen. Die Batterie hat drei Vorteile: Wir können Strom zurückgewinnen, beim Beschleunigen steht zusätzliche Energie zur Verfügung und die Reichweite wird erhöht. Die Konnektivitätslösung wird Autofahrer in den frühen Phasen der Infrastrukturentwicklung unterstützen, wenn das Wasserstoffpumpennetz noch knapp ist. Für 50 Kilometer können Sie Ihr Auto zu Hause aufladen. Und das reicht in den meisten Fällen, um zu Ihrer ersten Wasserstoffpumpe zu gelangen.

Ist das Brennstoffzellensystem komplexer oder weniger komplex als ein moderner Dieselmotor?

Auch Brennstoffzellen sind komplex, vielleicht sogar etwas kleiner, aber die Anzahl der Komponenten ist ungefähr gleich.

Und wenn Sie die Kosten vergleichen?

Bei gleicher Anzahl produzierter Plug-in-Hybride und Brennstoffzellen lägen sie bereits heute auf dem gleichen Preisniveau.

Sind Plug-in-Hybrid-Brennstoffzellen-Fahrzeuge also die Antwort auf die Zukunft der Mobilität?

Du könntest definitiv einer von ihnen sein. Batterien und Brennstoffzellen bilden eine Symbiose, da sich beide Technologien sehr gut ergänzen. Die Kraft und das schnellere Ansprechverhalten der Batterien unterstützen Brennstoffzellen dabei, in Fahrsituationen, die eine stetige Leistungssteigerung und größere Reichweite erfordern, ihre ideale Reichweite zu finden. Je nach Mobilitätsszenario und Fahrzeugtyp wird zukünftig eine Kombination aus flexiblen Batterien und Brennstoffzellenmodulen möglich sein.